Πόσα γνωρίζετε για τον κόφτη PDC;

Σχετικά με τον κόφτη PDC (Polycrystalline Diamond Compact).

Ο κόφτης PDC (Polycrystalline Diamond Compact) είναι ένα είδος υπερσκληρούυλικό που συμπιέζει πολυκρυσταλλικό διαμάντι με υπόστρωμα καρβιδίου βολφραμίου σε εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία και πίεση.

Η εφεύρεση του κόφτη PDC ώθησε τομύτη σταθερού κόφτηστο προσκήνιο στη βιομηχανία γεώτρησης και η ιδέα έγινε αμέσως δημοφιλής. Δεδομένου ότι τοκούρεμαΗ δράση των κοπτικών PDC είναι πιο αποτελεσματική από τη σύνθλιψη ενός κουμπιού ή μιας οδοντωτής μύτης, σταθερών κοπτικών- κομμάτιέχουν μεγάλη ζήτηση.

Το 1982, τα τρυπάνια PDC αντιπροσώπευαν μόνο το 2% των συνολικών ποδιών που τρυπήθηκαν. Το 2010, το 65% της συνολικής γεωτρήσεων παρήχθη από την PDC.

Πώς κατασκευάζονται τα PDC Cutters? 

Οι κόφτες PDC κατασκευάζονται από υπόστρωμα καρβιδίου του βολφραμίου και συνθετικό άμμο διαμαντιού. Κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας συνδυασμό υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης με τον καταλύτη κράματος κοβαλτίου για να βοηθήσει στη συγκόλληση του διαμαντιού και του καρβιδίου κατά τη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης. Κατά τη διαδικασία ψύξης, το καρβίδιο του βολφραμίου συρρικνώνεται με ρυθμό 2,5 φορές πιο γρήγορα από το διαμάντι, το οποίο συνδυάζει το διαμάντι και το καρβίδιο βολφραμίου μαζί και στη συνέχεια σχηματίζει έναν κόφτη PDC.

Χαρακτηριστικά και Εφαρμογές

Δεδομένου ότι τα PDC Cutters αποτελούνται από άμμο διαμαντιού και υπόστρωμα καρβιδίου βολφραμίου, συνδυάζει τα πλεονεκτήματα τόσο του διαμαντιού όσο και του καρβιδίου βολφραμίου： 

1. Hανθεκτικό στην τριβή

2. Hανθεκτικό σε κρούση

3. Hυψηλό θερμικό σταθερό

Τώρα τα PDC Cutters εφαρμόζονται ευρέως σε γεωτρήσεις πετρελαιοπηγών, αέριο και γεωλογική εξερεύνηση, εξόρυξη άνθρακα και πολλές άλλες εφαρμογές γεωτρήσεων και φρεζαρίσματος, εργαλειομηχανές ως τρυπάνια PDC, όπως Steel PDC Drill Bits & Matrix PDC Drill Bits για γεωτρήσεις πετρελαίου και Τρυπάνια PDC τριών κώνων για εξόρυξη άνθρακα.

Περιορισμοί

Η ζημιά από κρούση, η ζημιά από τη θερμότητα και η φθορά λόγω τριβής εμποδίζουν την απόδοση ενός τρυπανιού και μπορούν να συμβούν ακόμη και στους πιο μαλακούς γεωλογικούς σχηματισμούς. Ωστόσο, ο πιο δύσκολος σχηματισμός για να τρυπήσει ένα μιτ PDC είναι εξαιρετικά λειαντικοί.

Μεγάλο VS μικρό κόφτη

Κατά γενικό κανόνα, τα μεγάλα κοπτικά (19mm έως 25mm) είναι πιο επιθετικά από τα μικρά κοπτικά. Ωστόσο, μπορεί να αυξήσουν τις διακυμάνσεις της ροπής. Επιπλέον, εάν το BHA δεν έχει σχεδιαστεί για να χειρίζεται την αυξημένη επιθετικότητα, μπορεί να προκληθεί αστάθεια.

Οι μικρότεροι κόφτες (8 mm, 10 mm, 13 mm και 16 mm) έχουν αποδειχθεί ότι τρυπούν με υψηλότερο ROP από τους μεγάλους κόπτες σε ορισμένες εφαρμογές. Μια τέτοια εφαρμογή είναι ο ασβεστόλιθος.
Επίσης, τα κομμάτια έχουν σχεδιαστεί με μικρότερους κόφτες, αλλά περισσότερα από αυτά μπορούν να αντέξουν υψηλότερα χτυπήματα φόρτωση. 

Επιπλέον, οι μικροί κόφτες παράγουν μικρότερα μοσχεύματα ενώ οι μεγάλοι κόφτες παράγουν μεγαλύτερα μοσχεύματα. Τα μεγάλα μοσχεύματα μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα με τον καθαρισμό των οπών εάν το υγρό διάτρησης δεν μπορεί να μεταφέρει τα μοσχεύματα στον δακτύλιο.

σχήμα κοπτήρα

Το πιο συνηθισμένο σχήμα PDC είναι ο κύλινδρος, εν μέρει επειδή οι κυλινδρικοί κόφτες μπορούν να τοποθετηθούν εύκολα εντός του περιορισμού ενός δεδομένου προφίλ μπιτ για να επιτευχθούν μεγάλες πυκνότητες κοπής. Οι μηχανές εκκένωσης σύρματος ηλεκτρονίων μπορούν να κόψουν και να διαμορφώσουν με ακρίβεια τραπέζια με διαμάντια PDC. Η μη επίπεδη διεπαφή μεταξύ του τραπεζιού και του υποστρώματος μειώνει τις υπολειπόμενες τάσεις. Αυτά τα χαρακτηριστικά βελτιώνουν την αντοχή στο θρυμματισμό, το ξεφλούδισμα και την αποκόλληση του τραπεζιού με διαμάντια. Άλλα σχέδια διεπαφής μεγιστοποιούν την αντοχή στην κρούση ελαχιστοποιώντας τα επίπεδα υπολειπόμενης τάσης.